The single process CO2 capture-mineralization approach integrates methods of CO2 absorption using aqueous solvents and mineral carbonation technology to not only remove carbon dioxide quickly, but also to simultaneously produce precipitated calcium carbonate (PCC). To develop a more sustainable process, it is important to extract calcium from inexpensive raw materials such as industrial by-products. The extractant has a significant effect on the quality of the calcium carbonate produced because it determines the anion paired with the calcium cation. In this work, several calcium sources with different anions (Propionate, Acetate, Nitrate and Chloride) were applied in the single process CO2 capture-mineralization method, and their influence on the polymorph of the obtained CaCO3 was investigated. The CaCO3 produced with inorganic calcium sources predominantly exhibited a calcite structure, while the CaCO3 produced with organic calcium sources had a structure in which vaterite and calcite coexist. This result was in good agreement with our DFT calculations, which indicated the adsorption energy of the organic anions (Propionate and Acetate) were lower than the inorganic anions on the surface of vaterite. Except for chloride with its non-polar nature, in most cases, there was a strong correlation between the polymorph and the adsorption energy calculated for each surface. A mechanism for the polymorph CaCO3 formation in our single process CO2 capture-mineralization method was proposed after observing crystal formation at low concentration.

中文翻译：

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CO2捕集-矿化单一过程中不同阴离子钙源生成CaCO3

单工艺二氧化碳捕获-矿化方法将使用水性溶剂的二氧化碳吸收方法和矿物碳酸化技术相结合，不仅可以快速去除二氧化碳，还可以同时生产沉淀碳酸钙 (PCC)。为了开发更可持续的工艺，从工业副产品等廉价原材料中提取钙非常重要。萃取剂对产生的碳酸钙的质量有显着影响，因为它决定了与钙阳离子配对的阴离子。在这项工作中，将几种不同阴离子的钙源（丙酸盐、乙酸盐、硝酸盐和氯化物）应用于单过程 CO2 捕获矿化方法，并研究了它们对所得 CaCO3 多晶型的影响。无机钙源产生的CaCO3以方解石结构为主，有机钙源产生的CaCO3具有球霰石和方解石共存的结构。该结果与我们的 DFT 计算非常吻合，表明有机阴离子（丙酸盐和乙酸盐）的吸附能低于球霰石表面的无机阴离子。除了具有非极性性质的氯化物外，在大多数情况下，多晶型物与每个表面计算的吸附能之间存在很强的相关性。在观察低浓度晶体形成后，提出了在我们的单一过程 CO2 捕获-矿化方法中形成多晶型 CaCO3 的机制。而有机钙源产生的CaCO3具有球霰石和方解石共存的结构。该结果与我们的 DFT 计算非常吻合，表明有机阴离子（丙酸盐和乙酸盐）的吸附能低于球霰石表面的无机阴离子。除了具有非极性性质的氯化物外，在大多数情况下，多晶型物与每个表面计算的吸附能之间存在很强的相关性。在观察低浓度晶体形成后，提出了在我们的单一过程 CO2 捕获-矿化方法中形成多晶型 CaCO3 的机制。而有机钙源产生的CaCO3具有球霰石和方解石共存的结构。该结果与我们的 DFT 计算非常吻合，表明有机阴离子（丙酸盐和乙酸盐）的吸附能低于球霰石表面的无机阴离子。除了具有非极性性质的氯化物外，在大多数情况下，多晶型物与每个表面计算的吸附能之间存在很强的相关性。在观察低浓度晶体形成后，提出了在我们的单一过程 CO2 捕获-矿化方法中形成多晶型 CaCO3 的机制。这表明有机阴离子（丙酸盐和乙酸盐）在球霰石表面的吸附能低于无机阴离子。除了具有非极性性质的氯化物外，在大多数情况下，多晶型物与每个表面计算的吸附能之间存在很强的相关性。在观察低浓度晶体形成后，提出了在我们的单一过程 CO2 捕获-矿化方法中形成多晶型 CaCO3 的机制。这表明有机阴离子（丙酸盐和乙酸盐）在球霰石表面的吸附能低于无机阴离子。除了具有非极性性质的氯化物外，在大多数情况下，多晶型物与每个表面计算的吸附能之间存在很强的相关性。在观察低浓度晶体形成后，提出了在我们的单一过程 CO2 捕获-矿化方法中形成多晶型 CaCO3 的机制。